(5分)如图,有一个水平放置的透明无盖的正方体容器,容器高…——2013 高考数学第 6 题答案解析

2013_新课标 I 卷 (2013·理)

2013 全国 第 6 题 单选题 区分题
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6.(5分)如图,有一个水平放置的透明无盖的正方体容器,容器高 8 cm ,将

一个球放在容器口,再向容器注水,当球面恰好接触水面时测得水深为 6 cm ,如不计容器的厚度,则球的体积为()

A. $\frac{500 \pi}{3} \mathrm{~cm}^{3}$
B. $\frac{866 \pi}{3} \mathrm{~cm}^{3}$
C. $\frac{1372 \pi}{3} \mathrm{~cm}^{3}$
D. $\frac{2048 \pi}{3} \mathrm{~cm}^{3}$
参考答案A

完整解析 · 逐步详解

【考点】LG:球的体积和表面积.
【专题】11:计算题;5F:空间位置关系与距离.
【分析】设正方体上底面所在平面截球得小圆 M ,可得圆心 M 为正方体上底面正方形的中心.设球的半径为 $R$ ,根据题意得球心到上底面的距离等于( $R$- 2) cm ,而圆 $M$ 的半径为 4 ,由球的截面圆性质建立关于 $R$ 的方程并解出 $R=5$ ,用球的体积公式即可算出该球的体积。

【解答】解:设正方体上底面所在平面截球得小圆 M ,
则圆心 M 为正方体上底面正方形的中心。如图。
设球的半径为 $R$ ,根据题意得球心到上底面的距离等于 $(R-2) \mathrm{cm}$ ,而圆 $M$ 的半径为 4 ,由球的截面圆性质,得 $R^{2}=(R-2)^{2}+4^{2}$ ,解出 $\mathrm{R}=5$ ,
∴ 根据球的体积公式,该球的体积 $V=\frac{4 \pi}{3} R^{3}=\frac{4 \pi}{3} \times 5^{3}=\frac{500 \pi}{3} \mathrm{~cm}^{3}$ .
故选:A.

【点评】本题给出球与正方体相切的问题,求球的体积,着重考查了正方体的性质、球的截面圆性质和球的体积公式等知识,属于中档题.

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